Spring Security--短信验证码详解

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了Spring Security--短信验证码详解相关的知识,希望对你有一定的参考价值。


需求

  • 输入手机号码,点击获取按钮,服务端接受请求发送短信
  • 用户输入验证码点击登录
  • 手机号码必须属于系统的注册用户,并且唯一
  • 手机号与验证码正确性及其关系必须经过校验
  • 登录后用户具有手机号对应的用户的角色及权限

实现步骤

  • 获取短信验证码
  • 短信验证码校验过滤器
  • 短信验证码登录认证过滤器
  • 综合配置

获取短信验证码

在这一步我们需要写一个controller接收用户的获取验证码请求。注意:一定要为“/smscode”访问路径配置为permitAll访问权限,因为spring security默认拦截所有路径,除了默认配置的/login请求,只有经过登录认证过后的请求才会默认可以访问。

@Slf4j
@RestController
public class SmsController 

    @Autowired
    private UserDetailsService userDetailsService;

    //获取短信验证码
    @RequestMapping(value="/smscode",method = RequestMethod.GET)
    public String sms(@RequestParam String mobile, HttpSession session) throws IOException 
         //先从数据库中查找,判断对应的手机号是否存在
        UserDetails userDetails = userDetailsService.loadUserByUsername(mobile);
        //这个地方userDetailsService如果使用spring security提供的话,找不到用户名会直接抛出异常,走不到这里来
        //即直接去了登录失败的处理器
        if(userDetails == null)
            return "您输入的手机号不是系统注册用户";
        
        //commons-lang3包下的工具类,生成指定长度为4的随机数字字符串
        String randomNumeric = RandomStringUtils.randomNumeric(4);
        //验证码,过期时间,手机号
        SmsCode smsCode = new SmsCode(randomNumeric,60,mobile);
        //TODO 此处调用验证码发送服务接口
        //这里只是模拟调用
        log.info(smsCode.getCode() + "=》" + mobile);

        //将验证码存放到session中
        session.setAttribute("sms_key",smsCode);

        return "短信息已经发送到您的手机";
    

  • 上文中我们只做了短信验证码接口调用的模拟,没有真正的向手机发送验证码。此部分接口请结合短信发送服务提供商接口实现。
  • 短信验证码发送之后,将验证码“谜底”保存在session中。
  • 使用SmsCode封装短信验证码的谜底,用于后续登录过程中进行校验。
public class SmsCode 
    private String code;  //短信验证码
    private LocalDateTime expireTime; //验证码的过期时间
    private String mobile; //发送手机号

    public SmsCode(String code,int expireAfterSeconds,String mobile)
        this.code = code;
        this.expireTime = LocalDateTime.now().plusSeconds(expireAfterSeconds);
        this.mobile = mobile;
    

    public boolean isExpired()
        return  LocalDateTime.now().isAfter(expireTime);
    

    public String getCode() 
        return code;
    

    public String getMobile() 
       return mobile;
    


前端初始化短信登录界面

<h1>短信登陆</h1>
<form action="/smslogin" method="post">
    <span>手机号码:</span><input type="text" name="mobile" id="mobile"> <br>
    <span>短信验证码:</span><input type="text" name="smsCode" id="smsCode" >
    <input type="button" onclick="getSmsCode()" value="获取"><br>
    <input type="button" onclick="smslogin()" value="登陆">
</form>

<script>

   function getSmsCode()
   
     $.ajax(
       type: "GET",
       url: "/smscode",
        data:"mobile":$("#mobile").val(),
       success: function (res) 
         console.log(res)
       ,
       error: function (e) 
         console.log(e.responseText);
       
     );
   

    function smslogin() 
      var mobile = $("#mobile").val();
      var smsCode = $("#smsCode").val();
      if (mobile === "" || smsCode === "") 
        alert('手机号和短信验证码均不能为空');
        return;
      
      $.ajax(
        type: "POST",
        url: "/smslogin",
        data: 
          "mobile": mobile,
          "smsCode": smsCode
        ,
        success: function (res) 
          console.log(res)
        ,
        error: function (e) 
          console.log(e.responseText);
        
      );
    
</script>

spring security配置类

@Configuration
public class SecurityConfig extends WebSecurityConfigurerAdapter 

   private ObjectMapper objectMapper=new ObjectMapper();

   @Resource
   private CaptchaCodeFilter captchaCodeFilter;

   @Bean
   PasswordEncoder passwordEncoder() 
      return NoOpPasswordEncoder.getInstance();
   

   @Override
   public void configure(WebSecurity web) throws Exception 
      web.ignoring().antMatchers("/js/**", "/css/**","/images/**");
   

   //数据源注入
   @Autowired
   DataSource dataSource;

   //持久化令牌配置
   @Bean
   JdbcTokenRepositoryImpl jdbcTokenRepository() 
      JdbcTokenRepositoryImpl jdbcTokenRepository = new JdbcTokenRepositoryImpl();
      jdbcTokenRepository.setDataSource(dataSource);
      return jdbcTokenRepository;
   


   //用户配置
   @Override
   @Bean
   protected UserDetailsService userDetailsService() 
      JdbcUserDetailsManager manager = new JdbcUserDetailsManager();
      manager.setDataSource(dataSource);
      if (!manager.userExists("dhy")) 
         manager.createUser(User.withUsername("dhy").password("123").roles("admin").build());
      
      if (!manager.userExists("大忽悠")) 
         manager.createUser(User.withUsername("大忽悠").password("123").roles("user").build());
      
      //模拟电话号码
      if (!manager.userExists("123456789")) 
         manager.createUser(User.withUsername("123456789").password("").roles("user").build());
      
      return manager;
   

   @Override
   protected void configure(HttpSecurity http) throws Exception 
      http.//处理需要认证的请求
              authorizeRequests()
              //放行请求,前提:是对应的角色才行
              .antMatchers("/admin/**").hasRole("admin")
              .antMatchers("/user/**").hasRole("user")
              //无需登录凭证,即可放行
              .antMatchers("/kaptcha","/smscode").permitAll()//放行验证码的显示请求
              //剩余的请求都需要认证才可以放行
              .anyRequest().authenticated()
              .and()
              //表单形式登录的个性化配置
              .formLogin()
              .loginPage("/login.html").permitAll()
              .loginProcessingUrl("/login").permitAll()
              .defaultSuccessUrl("/main.html")//可以记住上一次的请求路径
              //登录失败的处理器
              .failureHandler(new MyFailHandler())
              .and()
              //退出登录相关设置
              .logout()
              //退出登录的请求,是再没退出前发出的,因此此时还有登录凭证
              //可以访问
              .logoutUrl("/logout")
              //此时已经退出了登录,登录凭证没了
              //那么想要访问非登录页面的请求,就必须保证这个请求无需凭证即可访问
              .logoutSuccessUrl("/logout.html").permitAll()
              //退出登录的时候,删除对应的cookie
              .deleteCookies("JSESSIONID")
              .and()
              //记住我相关设置
              .rememberMe()
              //预定义key相关设置,默认是一串uuid
              .key("dhy")
              //令牌的持久化
              .tokenRepository(jdbcTokenRepository())
              .and()
              .addFilterBefore(captchaCodeFilter, UsernamePasswordAuthenticationFilter.class)
              //csrf关闭
              .csrf().disable();

   

   //角色继承
   @Bean
   RoleHierarchy roleHierarchy() 
      RoleHierarchyImpl hierarchy = new RoleHierarchyImpl();
      hierarchy.setHierarchy("ROLE_admin > ROLE_user");
      return hierarchy;
   



短信验证码校验过滤器

短信验证码的校验过滤器,和图片验证码的验证实现原理是一致的。都是通过继承OncePerRequestFilter实现一个Spring环境下的过滤器。其核心校验规则如下:

  • 用户登录时手机号不能为空
  • 用户登录时短信验证码不能为空
  • 用户登陆时在session中必须存在对应的校验谜底(获取验证码时存放的)
  • 用户登录时输入的短信验证码必须和“谜底”中的验证码一致
  • 用户登录时输入的手机号必须和“谜底”中保存的手机号一致
  • 用户登录时输入的手机号必须是系统注册用户的手机号,并且唯一
@Component
public class SmsCodeValidateFilter extends OncePerRequestFilter 

    @Resource
    UserDetailsService userDetailsService;

    @Resource
    MyFailHandler myAuthenticationFailureHandler;

    @Override
    protected void doFilterInternal(HttpServletRequest request,
                                    HttpServletResponse response,
                                    FilterChain filterChain)
            throws ServletException, IOException 
       //该过滤器只负责拦截验证码登录的请求
       //并且请求必须是post
        if (request.getRequestURI().equals("/smslogin")
                && request.getMethod().equalsIgnoreCase("post")) 
            try 
                validate(new ServletWebRequest(request));

            catch (AuthenticationException e)
                myAuthenticationFailureHandler.onAuthenticationFailure(
                        request,response,e);
                return;
            
        
        filterChain.doFilter(request,response);
    

    private void validate(ServletWebRequest request) throws ServletRequestBindingException 
        HttpSession session = request.getRequest().getSession();
        //从session取出获取验证码时,在session中存放验证码相关信息的类
        SmsCode codeInSession = (SmsCode) session.getAttribute("sms_key");
        //取出用户输入的验证码
        String codeInRequest = request.getParameter("smsCode");
        //取出用户输入的电话号码
        String mobileInRequest = request.getParameter("mobile");
        
        //common-lang3包下的工具类
        if(StringUtils.isEmpty(mobileInRequest))
            throw new SessionAuthenticationException("手机号码不能为空!");
        
        if(StringUtils.isEmpty(codeInRequest))
            throw new SessionAuthenticationException("短信验证码不能为空!");
        
        if(Objects.isNull(codeInSession))
            throw new SessionAuthenticationException("短信验证码不存在!");
        
        if(codeInSession.isExpired())
        
            //从session中移除保存的验证码相关信息
            session.removeAttribute("sms_key");
            throw new SessionAuthenticationException("短信验证码已过期!");
        
        if(!codeInSession.getCode().equals(codeInRequest))
            throw new SessionAuthenticationException("短信验证码不正确!");
        

        if(!codeInSession.getMobile().equals(mobileInRequest))
            throw new SessionAuthenticationException("短信发送目标与该手机号不一致!");
        
        //数据库查询当前手机号是否注册过
        UserDetails myUserDetails = userDetailsService.loadUserByUsername(mobileInRequest);
        if(Objects.isNull(myUserDetails))
            throw new SessionAuthenticationException("您输入的手机号不是系统的注册用户");
        
        //校验完毕并且没有抛出异常的情况下,移除session中保存的验证码信息
        session.removeAttribute("sms_key");
    

注意:一定要为"/smslogin"访问路径配置为permitAll访问权限


到这里,我们可以讲一下整体的短信验证登录流程,如上面的时序图。

  • 首先用户发起“获取短信验证码”请求,SmsCodeController中调用短信服务商接口发送短信,并将短信发送的“谜底”保存在session中。
  • 当用户发起登录请求,首先要经过SmsCodeValidateFilter对谜底和用户输入进行比对,比对失败则返回短信验证码校验失败
  • 当短信验证码校验成功,继续执行过滤器链中的SmsCodeAuthenticationFilter对用户进行认证授权。

短信验证码登录认证


我们可以仿照用户密码登录的流程,完成相关类的动态替换

由上图可以看出,短信验证码的登录认证逻辑和用户密码的登录认证流程是一样的。所以:

  • SmsCodeAuthenticationFilter仿造UsernamePasswordAuthenticationFilter进行开发
  • SmsCodeAuthenticationProvider仿造DaoAuthenticationProvider进行开发。

模拟实现:只不过将用户名、密码换成手机号进行认证,短信验证码在此部分已经没有用了,因为我们在SmsCodeValidateFilter已经验证过了。

/**
 * 仿造UsernamePasswordAuthenticationFilter开发
 */
public class SmsCodeAuthenticationFilter extends AbstractAuthenticationProcessingFilter 

    public static final String SPRING_SECURITY_FORM_MOBILE_KEY = "mobile";
    private String mobileParameter = SPRING_SECURITY_FORM_MOBILE_KEY ;    //请求中携带手机号的参数名称
    private boolean postOnly = true;    //指定当前过滤器是否只处理POST请求
    //默认处理的请求
    private static final AntPathRequestMatcher DEFAULT_ANT_PATH_REQUEST_MATCHER = new AntPathRequestMatcher("/smslogin", "POST");

    public SmsCodeAuthenticationFilter() 
        //指定当前过滤器处理的请求
        super(DEFAULT_ANT_PATH_REQUEST_MATCHER);
    

    //尝试进行认证
    public Authentication attemptAuthentication(
            HttpServletRequest request,
            HttpServletResponse response)
            throws AuthenticationException 
        if (this.postOnly && !request.getMethod().equals("POST")) 
            throw new AuthenticationServiceException("Authentication method not supported: " + request.getMethod())<

以上是关于Spring Security--短信验证码详解的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

spring security相关认证类详解

Spring Security---验证码详解

spring security

Django--短信验证码

短信验证码

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